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Percorrer ISE1-Teses por Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) "09:Indústria, Inovação e Infraestruturas"
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- A análise do fluxo homopolar como ferramenta no diagnóstico de avarias em transformadores trifásicosPublication . Reis, André Peres dos; Oliveira, Luís Manuel Ramos deOs transformadores de potência constituem um elemento vital para a produção, transporte e distribuição de energia elétrica. Dada a sua importância é necessário realizar manutenção preventiva para garantir a continuidade e eficiência operacional do sistema elétrico, visto que ao longo da sua vida os mesmos estão sujeitos a diferentes tipos de desgastes. Caso contrário, a ausência de manutenção adequada pode desencadear avarias inesperadas, acarretando custos elevados, não apenas para reparar ou substituir o equipamento, mas também devido à perda de receita pela energia não vendida e às possíveis compensações devido à interrupção do fornecimento de energia. Dado esse cenário, diversos métodos de análise têm sido desenvolvidos e investigados com o objetivo de detetar qualquer avaria na sua fase inicial, evitando assim eventos catastróficos. A presente dissertação dá continuidade ao trabalho iniciado anteriormente no Laboratório de Projeto Sistemas Elétricos de Energia, onde foi proposto um método de diagnóstico baseado na monitorização dos fluxos homopolares utilizando bobinas de teste. O principal objetivo agora é aprofundar essa análise com recurso a um modelo tridimensional do transformador com base em elementos finitos. Serão considerados as deformações mecânicas e os defeitos de isolamento (curto-circuito entre espiras) mais comuns nos enrolamentos. Os resultados de simulação serão validados experimentalmente com recurso a um modelo à escala de um transformador trifásico.
- Análise termodinâmica e optimização de sistemas de refrigeração de ciclo transcrítico com CO2Publication . Florido, Rui Miguel Freire; Mortal, António Manuel de Sousa BaltazarNesta dissertação pretende-se efectuar a análise termodinâmica e respectiva optimização de sistemas de refrigeração que funcionam em ciclo transcrítico com CO₂, aplicados a instalações frigorificas em regiões de Portugal onde ocorrem temperaturas elevadas durante o período de Verão. O foco do trabalho é a analisar o impacto da aplicação de ejectores e gas coolers com arrefecimento evaporativo em instalações tipo Booster que funcionam com ciclos transcríticos com compressão paralela de vapor, visando melhorar o desempenho energético e a eficiência do ciclo frigorifico. A metodologia de investigação baseia-se no desenvolvimento de modelos numéricos que permitam realizar a simulação do ciclo frigorifico com compressão paralela de vapor e, posteriormente, a sua operação após a integração dos mecanismos de melhoria propostos. A análise de sistemas de arrefecimento evaporativo aplicado em gas coolers visa estimar as temperaturas de saída do CO2 em diversas condições de operação e avaliar o impacto da redução da pressão no gas cooler no consumo energético do sistema. Para tal, será realizada uma análise psicrométrica e modelação do processo de condicionamento do ar através do arrefecimento evaporativo. O estudo tem ainda como objectivo modelar numericamente o funcionamento de ejectores com o objectivo de avaliar o seu impacto no rendimento do sistema. Espera-se que os resultados comprovem que a utilização destes mecanismos de melhoria pode aumentar significativamente a eficiência de sistemas de refrigeração transcríticos com CO2, particularmente quando aplicados em condições de funcionamento mais adversas. Pretende-se, igualmente, identificar qual das soluções analisadas apresenta melhor desempenho consoante diferentes condições operacionais
- Aplicação Web para controlo do crescimento e cultivação de microalgasPublication . Horta, Tiago Alexandre Vicente; Lam, Roberto Célio LauEste projecto destina-se ao desenvolvimento de um software para o controlo de um ou vários fotobiorreatores, o referido software é composto por uma aplicação Web e um ou vários microcontroladores. A aplicação Web tem como principal objetivo o fornecimento de uma interface de utilizador na qual será possível a visualização e realização de experiências para o controlo do crescimento de microalgas. Para a realização de experiências, a aplicação Web irá enviar comandos através de uma API, para um microcontrolador que estará ligado a um fotobiorreator realizando assim uma ação ou consulta dos valores nos sensores no fotobiorreator. Será possível simular diferentes condições ambientais através de ajustes nos parâmetros dos sensores disponíveis, sendo estes luzes LED brancas e RGB, temperatura, pH, dióxido de carbono e oxigénio no meio de cultivo. O software inclui funcionalidades como a utilização da aplicação através de um navegador Web não sendo necessária qualquer instalação, interface responsiva para a utilização quer em telemóveis quer em computadores, a possibilidade de controlo de vários fotobiorreatores em simultâneo e a possibilidade de acesso ao software por parte de vários utilizadores em paralelo. Ao realizar experiências de controlo do crescimento de microalgas, serão mostrados na aplicação os valores dos parâmetros de temperatura e pH sob a forma de gráfico no interface de utilizador, valores esses que serão também gravados numa base de dados. A aplicação Web irá permitir também o descarregamento de um dataset de qualquer experiência em formato CSV de modo a possibilitar uma posterior análise
- An automation system for predictive maintenance of electric machines applied to pumping systemsPublication . Azinheira, Gonçalo José de Sousa; Semião, Jorge Filipe Leal CostaThis thesis presents the development and implementation of an automation system for predictive maintenance of electric machines in pumping systems. The work integrates Industry 4.0 technologies such as IoT devices, machine learning algorithms, and advanced sensor systems to enhance the reliability and efficiency of industrial operations. A complete test bench was developed, featuring an electric pump, water reservoir, automation and control board, energy meter, vibration sensors, pressure sensors, motorized valves, and temperature sensors, allowing automated test procedures including fault-injection behaviors through valve control. The research bridges the gap between theoretical models of predictive maintenance and their practical implementation in industrial environments, emphasizing the importance of automation and data-driven decision-making. The core achievements include the successful development and deployment of a system capable of real-time data acquisition, advanced vibration analysis, and fault prediction using machine learning. A detailed analysis was conducted to determine optimal data processing procedures prior to analysis, and automation-based sensors were integrated with electronic-based sensors in a unified predictive maintenance system. Machine learning algorithms demonstrated the feasibility of implementing predictive maintenance within standard automation pumping systems by successfully predicting faults induced in the test pump. The developed system not only reduces unexpected failures but also aligns with modern demandsfor sustainability and operational efficiency. By combining data acquisition, real-time analysis, and predictive modeling, the research offers a comprehensive approach that can be adapted across various industries reliant on electric machines.
- Avaliação da exatidão posicional de ortofotos - caso estudo: Beja - AlquevaPublication . Silva, Sandra; Fernandez, Helena Maria; Martins, Fernando Miguel GranjaO projeto apresentado foi desenvolvido no Centro de Cartografia da Empresa de Desenvolvimento e Infraestruturas do Alqueva. Tem como objetivo avaliar a exatidão posicional das ortofotografias, utilizando técnicas fotogramétricas para a obtenção das imagens retificadas. Além disso, também foram aplicadas técnicas estatísticas para o controlo de qualidade das ortofotografias. A qualidade das ortofotografias é uma temática fundamental para o Centro de Cartografia da Empresa de Desenvolvimento e Infraestruturas do Alqueva, uma entidade especializada detentora de alvará próprio na produção de cartografia vetorial e de fotografia. As ortofotografias são de grande utilidade pois oferecem uma representação precisa e exata do terreno, sendo utilizadas por toda a estrutura da empresa, entidades públicas, privadas e por um vasto número de utilizadores em diversas áreas. A área de estudo está localizada no município de Beja, abrangendo uma extensão de 15.000 ha (equivalente a seis ortofotografias) à escala de 1:5.000. A produção das ortofotografias para o ano de 2022 compreendeu diversas etapas, desde a triangulação aérea até à extração do Modelo Digital de Superfície, passando pela retificação, e por fim, na criação do mosaico final. Para avaliar a exatidão posicional planimétrica, será utilizado o indicador estatístico denominado Erro Médio Quadrático, em conformidade com as normas e especificações técnicas estabelecidas para a Cartografia Topográfica Vetorial e de Imagem, específicas para o nível de detalhe NdD2 da Direção-Geral do Território. As ortofotografias produzidas cumpriram o critério de exatidão posicional exigida. A análise estatística revelou um Erro Médio Quadrático de 0,334 m, e todos os pontos de controlo analisados situaram-se dentro dos limites estabelecidos pelas especificações técnicas.
- Centrais fotovoltaicas este-oeste (da conceção à exploração)Publication . Costa, Ricardo Wenzel da; Sousa, António F. Marques deA geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis tem se tornado cada dia mais relevante, à medida que o mundo busca reduzir os impactos ambientais causados pelo uso de combustíveis fósseis e enfrentar a crescente demanda de eletricidade. Nesse contexto, a energia solar fotovoltaica tem oferecido uma solução promissora, sendo uma fonte de energia limpa e sustentável que pode ser aproveitada em diversas regiões do planeta com um custo de implementação cada vez menor. As centrais fotovoltaicas, também conhecidas como parques fotovoltaicos, são instalações que convertem a luz solar em eletricidade por meio de painéis fotovoltaicos, os quais utilizam células fotovoltaicas em série para transformar a energia do sol em energia elétrica. Este tipo de produção de energia elétrica pode ser dimensionado para atender diferentes demandas, desde pequenas comunidades até grandes centros urbanos, tornando-as altamente versáteis. Uma das principais consequências da imensa utilização de energia fotovoltaica é a concentração da produção apenas em um período limitado do dia. Com o objetivo de melhorar esta característica, este estudo explora o funcionamento, os desafios práticos de projeto e implementação das centrais fotovoltaicas com orientação este-oeste, assim como os recursos associados a manutenção de um parque e sua rentabilidade, realizando um comparativo com centrais que utilizam a orientação convencional (sul), abordando as vantagens e desvantagens. Esse estudo apresenta métodos de análise para determinar as condições nas quais parques fotovoltaicos com painéis com orientação este-oeste resultam em melhores resultados económicos e de produção energética em relação aos painéis orientados a sul. A orientação convencional dos painéis (a sul), embora apresente mais produção por área de painel, apresenta um menor aproveitamento da área do terreno, portanto, o custo do terreno e a área disponível para instalação dos painéis são fatores críticos na escolha da orientação dos módulos fotovoltaicos.
- Engagement models to monitor brand activationPublication . Lemos, Marco Matias de; Cardoso, Pedro J. S.; Rodrigues, João M. F.Engagement can refer to the act of being involved or committed to a particular activity, organization, or relationship. It also relates to the involvement and enthusiasm of em ployees or customers to a brand or to an event. The creation of effective brand names and the assessment of audience engagement are critical for businesses aiming to estab lish unique market identities and foster consumer connections. This dissertation ex plores (i) the transformative potential of artificial intelligence (AI), particularly natural language processing (NLP) and affective computing (AffC), in innovating brand name generation and engagement evaluation processes. Addressing the challenges posed by traditional approaches, such as trademark constraints and the subjective evaluation of branding elements, an AI-driven model is introduced to quantify the "brandabil ity" of two-word combinations. By leveraging psycholinguistic dimensions – valence, arousal, and dominance – alongside linguistic and semantic attributes like concrete ness, word frequency, and cosine similarity, the model evaluates the impact of over 219.000 word pairs, offering robust predictive capabilities for data-driven branding. Also, focusing in image/video this dissertation explores (ii) the engagement in group events, i.e., proposes a group engagement model that integrates individual metrics such as gaze direction, valence, and arousal to classify engagement states into binary levels – engaged and not-engaged – with further sub-level distinctions. Experimental results highlight the model’s capacity to assess and adapt to dynamic scenarios.
- Estudo numérico da influência de jatos confluentes verticais no conforto térmico e qualidade do arPublication . Souza, Rodrigo Figueiredo de; Conceição, Eusébio Z. E.O presente trabalho apresenta um estudo numérico e experimental relativamente à influência de jatos confluentes verticais no conforto e qualidade do ar para habitáculos de veículos direcionados ao transporte de passageiros, onde sua geometria pode ser utilizada em vagão de comboio, aeronaves ou autocarros. O habitáculo em estudo foi desenvolvido tendo em consideração dezesseis passageiros, sendo organizados em dois grupos iguais dando espaço a um corredor ao centro do habitáculo. O ambiente é composto por um banco para cada passageiro e duas mesas posicionadas ao centro do habitáculo. O sistema de ventilação do habitáculo possui oito conjuntos de jatos de insuflação (Jatos Confluentes Verticais), sendo posicionados quatro deles rente a parede esquerda e os outros quatro rente a parede direita, cada jato localizado a frente dos ocupantes, próximo a zona de respiração. Neste trabalho é avaliado a eficiência dos jatos no nível de conforto, nomeadamente a qualidade do ar e níveis de resfriamento local devido a velocidade do ar. Neste estudo foram utilizados métodos numéricos para determinar o comportamento do ar no interior das condutas e modelo numérico CFD para avaliar o escoamento de ar em todo o habitáculo. Houve a realização de ensaios experimentais no intuito de validação do moledo CFD, sendo desenvolvido a geometria da malha CFD em escala real de forma similar em uma câmara climática para que seja analisado comparativamente resultados obtidos numericamente e experimentalmente. Foi concluído que os modelos numéricos apresentam uma previsão do comportamento do fluido similar ao comportamento real, tanto para escoamento do ar, como para taxa de renovações do ar. Também foi concluído que o sistema de ventilação por jatos confluentes verticais proporciona uma distribuição do ar de maneira uniforme e uma renovação do ar ambiente de maneira ascendente, mas que o sistema de ventilação é insuficiente para o número de ocupantes, com um caudal volúmico de ar suficiente apenas para três pessoas.
- Estudo para implementação de uma comunidade de energia Renovável com produção de energia fotovoltaicaPublication . Silva, Thais Rocha da; Mortal, AntónioAs comunidades de energia renovável, são constituídas por consumidores e produtores de energia, que têm o objetivo por meio de fontes energéticas renováveis, produzir a parcialidade ou a totalidade da energia por elas consumida. Nas comunidades, a energia produzida é compartilhada entre os membros que a formam. Para os participantes de uma comunidade, o maior benefício é a redução na fatura de energia, sem ter de investir em um sistema de autoconsumo individual e exclusivo. O caso de estudo proposto busca analisar os benefícios económicos associados a criação de uma CER a partir de centrais fotovoltaicas já existentes e um dos contributos para a realização desse estudo se baseia contributo que as comunidades de energia renováveis podem gerar para o desenvolvimento ecológico, social e regional, que são fatores importantes para a empresa objeto desse estudo. O desenvolvimento desse projeto surgiu devido ao interesse da empresa em criar uma comunidade de energia para poder partilhar o excedente produzido e que é injetada na rede. O caso de estudo proposto analisa três cenários diferentes, no primeiro cenário pretende distribuir o excedente que é produzido pelas cinco centrais existentes entre elas, no segundo cenário foi proposto um estudo considerará de aumento de potência da central da “Sede” que é o edifício principal da empresa, no terceiro cenário foi proposto um estudo de aumento de potência da central do “Estaleiro”, edifício com grande área disponível para a instalação de painéis. Dos três cenários estudados o terceiro cenário apresenta o melhor resultado de viabilidade económica e melhor cenário financeiro que considerou a instalação de uma central fotovoltaica com capacidade para atender a necessidade do consumo de energia da CER.
- Identificação da ocupação e uso do solo com base em imagens provenientes de deteção remota e em algoritmos de machine learning: a Reserva da Faia Brava como caso de estudoPublication . Pacheco, Paula Maria de Fraga Borges; Luís, Joaquim; Loureiro, Nuno de SantosEsta dissertação procura identificar a ocupação e uso do solo com base em imagens de deteção remota e algoritmos de Machine Learning (ML), utilizando como estudo de caso a Reserva da Faia Brava, situada no vale do Côa, distrito da Guarda, Portugal. O estudo avalia a exequibilidade de ferramentas de código aberto, como o QGIS e o plugin Orfeo Toolbox, para implementar fluxos de trabalho de classificação supervisionada. Foram processadas imagens de alta resolução obtidas por UAV (2,7 cm/pixel) e pelo satélite Pléiades-Neo (30 cm/pixel), integrando índices de vegetação (GLI, NDVI, SAVI e MSAVI) e métricas texturais de Haralick. O treino dos modelos foi realizado numa quadrícula com 500 metros de lado, selecionada pela sua diversidade ecológica, e posteriormente testada em outras áreas da reserva para avaliar a capacidade de generalização. Dois algoritmos de ML, Random Forest (RF) e Support Vector Machine (SVM), foram testados, com desempenhos avaliados através de matrizes de confusão, F1-scores e coeficientes Kappa. Os resultados evidenciaram a superioridade dos ortofotomosaicos UAV face às imagens de satélite, especialmente quando combinados com análise textural, embora tenham sido identificadas limitações relacionadas com variações sazonais da vegetação e a interoperabilidade entre sensores. O algoritmo RF mostrou maior consistência enquanto o SVM revelou sensibilidade à complexidade espectral. O estudo destaca a aplicabilidade prática destes métodos para a monitorização ambiental, sublinhando a importância das soluções open source para a democratização das tecnologias de deteção remota. Como produto final foi produzido, com base nos modelos de ML, uma carta temática para a área total da Reserva da Faia Brava, abrangendo quatro classes: árvores e arbustos, vegetação herbácea, afloramentos rochosos e outras ocupações e usos do solo.